Über die Lösung der Probleme der Verwendbarkeit und Optimierung des bakteriellen Leuchthemmtests in einem automatischen Testsystem zur kontinuierlichen Abwasserüberwachung:
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Format: | Abschlussarbeit Buch |
Sprache: | German |
Veröffentlicht: |
Stuttgart
Grauer
1999
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adam_text | Titel: Über die Lösung der Probleme der Verwendbarkeit und Optimierung des bakteriellen Leuchthemmtests i
Autor: Beutinger, Brigitte
Jahr: 1999
Inhaltsverzeichnis
1 EINLEITUNG............................................................................................................1
1.1 Biotests.........................................................................................................................................1
1.2 Bedeutung von Biotests bei der Abwasserüberwachung.............................................................3
1.3 Der Leuchthemmtest mit Leuchtbakterien....................................................................................6
1.3.1 Historische Entwicklung des Leuchtbakterientests....................................................................6
1.3.2 Testorganismus.........................................................................................................................7
1.3.3 Biochemie der bakteriellen Lumineszenz..................................................................................8
1.3.4 Regulation der Lumineszenz...................................................................................................10
1.3.5 Der manuelle Leuchtbakterientest nach DIN 38 412 L341und L34........................................12
1.3.6 Der automatische Leuchtbakterientest....................................................................................14
1.4 Aufgabenstellung........................................................................................................................15
2 MATERIAL UND METHODEN...............................................................................16
2.1 Abkürzungen und Bezeichnungen..............................................................................................16
2.2 Definitionen.................................................................................................................................17
2.3 Geräte.........................................................................................................................................18
2.3.1 Das automatische Testgerät (.Regensburger Leuchtbakterientest )......................................18
2.3.1.1 Erläuterung der Bildschirmanzeige.......................................................................................20
2.3.1.2 Ablauf des Meßzyklus zur Aufnahme von Dosis - Wirkungsbeziehungen...........................21
2.3.2 Weitere Geräte........................................................................................................................23
2.4 Chemikalien................................................................................................................................25
2.5 Testorganismen..........................................................................................................................25
2.6 Kulturmedien...............................................................................................................................25
2.7 Lösungen....................................................................................................................................26
2.8 Methoden....................................................................................................................................28
2.8.1 pH-Wert...................................................................................................................................28
2.8.2 Leitfähigkeit..............................................................................................................................28
2.8.3 Statistische Methoden.............................................................................................................28
2.8.4 Stammhaltung..........................................................................................................................28
2.8.5 Untersuchungen zum Einfluß der Standzeit auf die Leuchtintensität von frisch
gezüchteten Bakterien während der TemperaturAdaptabonsphase im Leuchtbakterientest 29
2.8.6 Untersuchungen zur EmpSnclchkeÄ von Testansätze mit verschieden
großen Medienarrteiten und 2 %kjer NaCI - Lösung..............................................................30
2.8.7 Untersuchungen zum EinfluB von ArtfficiaJ Sea Water (ASW) auf die Toxinsensitivrtät
der Leuchtbakterien................................................................................................................33
Inhaltsverzeichnis
2 8.8 Untersuchungen zur chemischen Reaktion von Zn2* mit den Inhaltsstoffe der Testansätze...35
2.8.9 Einfluß von verschiedenen Medieninhaltsstoffen und Verdünnungslösungen
auf die Leuchtbakterientoxizität...............................................................................................37
2.8.10 Untersuchung der Auswirkung der weiteren Reduktion von Medium im Testansatz
auf die Sensitivitat der Leuchtbakterien (automatisches Testgerat).......................................40
2.8.11 Untersuchung von konservierten Leuchtbakterien auf ihre Sensitivitat gegenüber
den Standardtoxinen...............................................................................................................42
2.8.12 Untersuchung einer sterilen Industrieabwasserprobe im automatischen
Leuchtbakterientestgerat mit verschiedenen Testansätzen....................................................44
3 ERGEBNISSE........................................................................................................47
3.1 Untersuchungen zum Einfluß der Standzeit auf die Leuchtintensitat von frischgezüchteten
Bakterien wahrend der Temperatur-Adaptationsphase im Leuchtbakterientest.....................47
3.2 Versuche zur Steigerung der Testempfindlichkeit durch Medienoptimierung.............................51
3.2.1 Untersuchungen zur Empfindlichkeit von Testansatzen mit verschieden großen
Medienanteilen und 2 %iger NaCI - Lösung............................................................................51
3.2.1.1 Einfluß der Medienanteile auf die Empfindlichkeit der Leuchtbakterien
gegenüber Zinksulfat...............................................................................................................53
3 2 1.2 Einfluß der Medienanteile auf die Empfindlichkeit der Leuchtbakterien gegenüber 3,5 -
Dichlorphenol..........................................................................................................................54
3 2.2 Untersuchungen zum Einfluß von Artificial Sea Water (ASW) auf die Toxinsensitivitat der
Leuchtbakterien.......................................................................................................................55
3.2.3 Untersuchungen zur chemischen Reaktion von Zn2* mit den Inhaltsstoffen
der Testansätze......................................................................................................................60
3.2.4 Verhaften von Wachstum und Leuchtintensitat der Testsuspensionen wahrend eines
siebentägigen Toxizitätstests..................................................................................................63
3.2.5 Toxinempfindlichkeit in Abhängigkeit von der Leuchtintensität alternder
Leuchtbakterienkulturen..........................................................................................................67
3 2 6 Einfluß von verschiedenen Medieninhaltsstoffen und Verdünnungslösungen auf die
Leuchtbakterientoxizität..........................................................................................................71
3 2.6.1 Einfluß der Medien auf die toxische Wirkung von Zinksulfat.................................................72
3.2.6.2 Einfluß der Medien auf die toxische Wirkung von Kaliumdichromat.....................................75
3.2.6.3 Einfluß der Medien auf die toxische Wirkung von 3,5 - Dichlorphenol..................................77
3 3 Überprüfung und Optimierung der entwickelten Leuchtbakterientests mit dem automatischen
Leuchtbakterientestgerat.........................................................................................................80
3.3.1 Verhalten von Wachstum und Leuchtintensitat der Testsuspensionen wahrend eines
siebentägigen Toxizitätstests im automatischen Leuchtbakterientestgerat............................81
3 3 2 Toxinempfindlichkeit in Abhängigkeit von der Leuchtintensität alternder
Leuchtbakterienkulturen..........................................................................................................84
3.3 3 Untersuchung der Auswirkung der weiteren Reduktion von Medium im Testansatz auf die
Sensitivitat der Leuchtbaktenen..............................................................................................87
Inhaltsverzeichnis
3.3.3.1 Einfluß der weiteren Reduzierung von Medium in den Testansätzen auf die
toxische Wirkung von Zinksulfat...........................................................................................88
3.3.3.2 Einfluß der weiteren Reduzierung von Medium in den Testansätzen auf die
toxische Wirkung von Kaliumdichromat................................................................................91
3.3.3.3 Einfluß der weiteren Reduzierung von Medium in den Testansätzen auf die toxische
Wirkung von 3,5 - Dichlorphenol...........................................................................................93
3.3.3.4 Einfluß von Medien und Verdünnungstösungen auf die toxische Wirkung von
Cetyltrimethylammoniumbromid...........................................................................................94
3.3.4 Untersuchung von konservierten Leuchtbakterien auf ihre Sensitivität
gegenüber den Standardtoxinen.............................................................................................97
3.3.5 Aktivierung der Leuchtintensität der Leuchtbakterien durch Toxine
in niedriger Konzentration.....................................................................................................106
3.3.6 Untersuchung einer sterilen Industrieabwasserprobe im automatischen
Leuchtbakterientestgerat mit verschiedenen Testansatzen.................................................109
4 DISKUSSION.......................................................................................................112
41 Eignung des genormten Leuchtbakterientests für eine kontinuierliche
Gewasserüberwachung........................................................................................................112
4.2 Einsatz von Standardtoxinen zur Überprüfung der Testsuspensionen.....................................114
4.3 Untersuchungen zum Einfluß der Standzeit auf die Leuchtintensitat von frischgezüchteten
Bakterien wahrend der Temperaturadaptationsphase im Leuchtbakterientest....................115
4.4 Untersuchungen zur Empfindlichkeit von Testansatzen mit verschieden großen Medienanteilen
gegenüber Zinksulfat und 3,5-Dichlorphenol......................................................................118
4.5 Untersuchungen zum Einfluß von Artificial Sea Water (ASW) auf die Toxinansprache der
Leuchtbakterien....................................................................................................................120
4.6 Untersuchungen zur chemischen Reaktion von Zn2* mit den Inhaltsstoffen der Testansatze. 123
4.7 Verhalten von Wachstum und Leuchtintensität der Testsuspensionen während eines
siebentägigen Toxizitatstests................................................................................................125
4.8 Toxinempfindlichkeit in Abhängigkeit von der Leuchtintensitat
alternder Leuchtbakterienkulturen........................................................................................126
4.9 Untersuchung der akuten Toxizitat von Leuchtbakterien in Testansatzen
mit 0,5% Medienanteil..........................................................................................................127
4.9.1 Einfluß der Medien auf die toxische Wirkung von Zn2*..........................................................127
4.9.2 Einfluß der Medien auf die toxische Wirkung von Cr2O72.....................................................128
4.9.3 Einfluß der Medien auf die toxische Wirkung von 3,5 -Dichlorphenol...................................129
4.10 Einfluß der weiteren Medienreduktion (0,25%) auf die Leuchtbakterientoxizitat...................130
4.10.1 Untersuchung der akuten Toxizitat von Zinksulfat...............................................................131
4.10.2 Untersuchung der akuten Toxizitat von Cr^h1 ...................................................................132
4.10 3 Untersuchung der akuten Toxizrtat von 3,5-Dichkxphenot................................................132
4.10.4 Untersuchung der akuten Toxizitat von CetyttrimethylammoniumbfornkJ............................133
IV Inhaltsverzeichnis
4.11 Untersuchung von gefriergetrockneten Leuchtbakterien auf ihre Sensitivitat
gegenüber den Standardtoxinen...........................................................................................133
4.11.1 Einfluß der Konservierung der Leuchtbakterien auf ihre Empfindlichkeit
gegenüber Zn2*.....................................................................................................................134
4.11.2 Einfluß der Konservierung der Leuchtbakterien auf ihre Empfindlichkeit
gegenüber Cr2O72 .................................................................................................................135
4.11.3 Einfluß der Konservierung der Leuchtbakterien auf ihre Empfindlichkeit
gegenüber 3,5- Dichlorphenol..............................................................................................136
4.11.4 Einfluß der Konservierung der Leuchtbakterien auf ihre Empfindlichkeit
gegenüber Cetyltrimethylammoniumbromid (CTAB)............................................................137
4.12 Das Phänomen der Aktivierung im Leuchtbakterientest.........................................................137
4.12.1 Aktivierung der Leuchtintensität der Leuchtbakterien durch hohen Gehalt
an Alkali-und Erdalkaliionen.................................................................................................137
4.12.2 Aktivierung der Leuchtintensitat der Leuchtbakterien durch Toxine
in niedriger Konzentration.....................................................................................................138
4.13 Untersuchung einer sterilen Industrieabwasserprobe im automatischen
Leuchtbakterientestgerät mit verschiedenen Testansatzen..................................................139
4.14 Bewertung der untersuchten Testansätze für den Einsatz im automatischen Testgerat
zur Abwasserüberwachung...................................................................................................141
4 15 Versorgung des automatischen Leuchtbakterientests mit Leuchtbakterien............................143
4 16 Minimierung der Fehlerquellen im Leuchtbakterientest...........................................................143
4.17 Ausblick...................................................................................................................................144
5 ZUSAMMENFASSUNG........................................................................................145
6 LITERATUR..........................................................................................................147
7 ANHANG...............................................................................................................158
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